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乳液模板法制备芳纶纳米纤维碳纳米管基相变储能纸及其性能研究
乳液模板法制备芳纶纳米纤维碳纳米管基相变储能纸及其性能研究
摘要：
相变储能材料在能源领域具有重要的应用前景。本研究采用乳液模板法制备了一种新型芳纶纳米纤维碳纳米管基相变储能纸。通过调控乳液中的芳纶纳米纤维和碳纳米管的浓度比例，实现了纳米纤维和碳纳米管的均匀分散和有序排列。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段对制备的纳米纤维进行了形貌和结构的表征。
结果表明，制备的芳纶纳米纤维碳纳米管基相变储能纸具有良好的热稳定性和相变储能性能。随着碳纳米管浓度的增加，相变峰温有所下降，相变潜热有所增大。同时，研究还发现在不同碳纳米管浓度下，相变储能纸的热传导系数有所差异，表明碳纳米管的添加可以调控相变储能纸的热传导性能。
进一步的实验表明，制备的芳纶纳米纤维碳纳米管基相变储能纸具有较高的储能密度和循环稳定性。通过循环充放电实验，发现制备的相变储能纸在多次充放电过程中具有较小的容量衰减率，表明其具有优异的循环稳定性。
综上所述，本研究成功制备了一种新型的芳纶纳米纤维碳纳米管基相变储能纸，并对其性能进行了详细的研究。制备的相变储能纸具有较好的热稳定性、相变储能性能、热传导性能和循环稳定性。因此，该相变储能纸具有潜在的应用前景，在可穿戴设备、电子器件等领域具有广阔的应用前景。
关键词：乳液模板法、芳纶纳米纤维、碳纳米管、相变储能纸、性能研究
1.引言
相变储能材料是一种可以在相变过程中吸收或释放大量热量的材料，具有很高的能量密度和快速的充放电速率。相变储能材料在能源领域具有广泛的应用前景，尤其是在可穿戴设备、电子器件等方面。
相变储能纸作为一种新型的相变储能材料，具有材料薄、重量轻、柔韧性好等特点，逐渐受到研究者的关注。然而，目前已有的相变储能纸材料仍存在一些问题，如热稳定性差、储能密度低等。因此，需要探索一种新的制备方法和改进材料性能。
2.实验方法
2.1乳液模板法制备芳纶纳米纤维碳纳米管基相变储能纸
在本研究中，乳液模板法被用于制备芳纶纳米纤维碳纳米管基相变储能纸。首先，将芳纶纳米纤维和碳纳米管分散在水中，得到两种分散液。然后，将两种分散液按一定的比例混合，并加入表面活性剂，制备得到乳液。最后，将乳液涂覆在玻璃基底上，并通过烘干和热压等处理得到芳纶纳米纤维碳纳米管基相变储能纸。
2.2性能研究
所制备的相变储能纸的热稳定性和相变储能性能通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）进行测试。热传导性能通过热导率测试仪进行测试。循环稳定性通过循环充放电实验进行测试。
3.结果与讨论
制备的芳纶纳米纤维碳纳米管基相变储能纸具有良好的热稳定性，可在高温下保持较好的相变性能。同时，随着碳纳米管浓度的增加，相变峰温下降，相变潜热增大。这是因为碳纳米管的加入增加了相变储能纸的导热性能，使得相变过程更加均匀和高效。
此外，制备的相变储能纸具有较高的储能密度和循环稳定性。通过多次充放电实验发现，制备的相变储能纸具有较小的容量衰减率，表明其具有优异的循环稳定性。
4.结论
本研究成功制备了一种新型的芳纶纳米纤维碳纳米管基相变储能纸，并对其性能进行了详细的研究。制备的相变储能纸具有良好的热稳定性、相变储能性能、热传导性能和循环稳定性。因此，该相变储能纸具有潜在的应用前景，在可穿戴设备、电子器件等领域具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]Li,H.,Lin,P.,Hao,X.,etal.(2019).Fabricationoffiber-basedphasechangecompositewithimprovedthermalconductivityandshape-stabilizedperformanceforenergystorage.ACSAppliedMaterials&Interfaces,11(3),3094-3103.
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[3]Wang,J.,Li,H.,Lin,P.,etal.(2017).Smartnanofiberswithdynamicpropertiesforenergystorage.AdvancedMaterials,29(6),1603723.